WO2012147686A1

WO2012147686A1 - 表示装置

Info

Publication number: WO2012147686A1
Application number: PCT/JP2012/060844
Authority: WO
Inventors: 康寛大木; 上野　雅史; 吉山　和良; 景峰廖
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2012-11-01

Abstract

　本願発明は、表示パネル（１１）の一部が認識阻害物で見えなくなっているときには、その箇所を照明するバックライト光源の輝度を低下させて、無駄な電力の消費を避けることを目的とする。表示装置は、表示パネル（１１）と、分散配置された複数のバックライト光源を含むバックライト（１２）と、表示パネル（１１）の画面領域内に分散配置された複数の光センサ（１４）と、複数の光センサ（１４）より出力信号を受け取り、表示パネル（１１）の前面における認識阻害物の存在・大きさ・形状・位置を判断する入力情報認識部（１５）と、複数のバックライト光源の輝度を個別に制御する映像制御部（１７）を備える。入力情報認識部（１５）が、光センサ（１４）の出力信号により、表示パネル（１１）の前面に認識阻害物が存在すると判断したとき、映像制御部（１７）は、認識阻害物によって認識を阻害される領域を受け持つバックライト光源の輝度を低下させる。

Description

表示装置

　本発明は表示装置に関する。

　液晶パネル、プラズマパネル、有機ＥＬパネルなどの表示パネルを用いた表示装置が、日常生活の様々な局面で利用されるようになっている。これらの表示パネルの中でも、液晶パネルのように自ら発光することのない表示パネルには、バックライトが組み合わせられる。近年のバックライトは、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称する）のような点状光源をマトリックス状に配置したものであることが多くなっている。

　上記のような表示パネルは、テレビジョン受像器、コンピュータディスプレイ、ゲーム機、カーナビゲーションシステムなどに用いられていることは言うまでもないが、近年ではデジタルサイネージ（Digital　Signage：電子看板）にも用途が広がっている。また、特許文献１に記載された、テーブル型の表示装置といったものもある。

　特許文献１には、表示パネルの表示面を透光性の保護部材にて覆い、この表示パネルにテーブル脚を取り付けて、表示面が上方に臨むテーブル型の表示装置を形成することが開示されている。この表示装置では、保護部材の上面に飲食物を盛り付けた食器を載置すると、表示パネルが飲食物の内容に応じた内容の画面表示、また飲食物の色彩が映える画像表示を行い、良好な食事環境を醸し出す。

特開２００５－２６１８４３号公報

　特許文献１に記載された表示装置のように、表示パネルでテーブルの天面を構成した場合、物が置かれればその下の画面は見えなくなる。またデジタルサイネージでは、前に人が立ったり、物がもたせかけられたりすることによって画面の一部が見えなくなる。このように、画面の一部に見えない部分が生じているとき、その部分のバックライトを点灯させ続けるのは電力の無駄づかいである。

　本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、表示パネルの一部が認識阻害物で見えなくなっているときには、その箇所を照明するバックライト光源の輝度を低下させて、無駄な電力の消費を避ける表示装置を提供することを目的とする。

　本発明の好ましい実施形態によれば、表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルに組み合わせられるものであって、分散配置された複数のバックライト光源を含むバックライトと、前記表示パネルの画面領域内に分散配置された複数の光センサと、前記複数の光センサより出力信号を受け取り、前記表示パネルの前面における認識阻害物の存在・大きさ・形状・位置を判断する入力情報認識部と、前記複数のバックライト光源の輝度を個別に制御する映像制御部を備え、前記入力情報認識部が、前記光センサの出力信号により、前記表示パネルの前面に認識阻害物が存在すると判断したとき、前記映像制御部は、前記認識阻害物によって認識を阻害される領域を受け持つ前記バックライト光源の輝度を低下させる。

　上記構成の表示装置において、前記映像制御部は、前記認識阻害物が認識を阻害する領域に含まれる、より狭い領域の照明を受け持つ前記バックライト光源の輝度を低下させることが好ましい。

　上記構成の表示装置において、前記認識阻害物によって認識を阻害される領域が前記表示パネルの画面中に一定以上の割合を占めると前記入力情報認識部が判断したとき、前記映像制御部は、全バックライト光源の輝度を低下させることが好ましい。

　上記構成の表示装置において、前記バックライト光源はマトリックス状に配置されたＬＥＤからなることが好ましい。

　上記構成の表示装置において、前記表示パネルは画素の集合で画面を形成するものであり、画素毎に前記光センサが配置されていることが好ましい。

　上記構成の表示装置において、前記表示パネルは画素の集合で画面を形成するものであり、当該表示パネルの画素を複数個ずつグループ化した画素グループ毎に前記光センサが配置されることが好ましい。

　上記構成の表示装置において、前記表示パネルは画素の集合で画面を形成するものであり、画面を複数に区分した区分領域毎に前記光センサが配置されることが好ましい。

　上記構成の表示装置において、前記映像制御部は、前記認識阻害物によって認識を阻害されていない領域の画素でありながら前記バックライト光源の輝度低下の影響を受ける画素については、輝度低下の影響が補償されるように映像データの補正を行うことが好ましい。

　上記構成の表示装置において、前記表示パネルは水平に置かれることが好ましい。

　上記構成の表示装置において、前記表示パネルの画面はテーブルの天面を構成することが好ましい。

　上記構成の表示装置において、前記表示パネルは垂直に置かれることが好ましい。

　本発明によれば、表示パネルの前面に認識阻害物が存在するときは当該認識阻害物によって認識を阻害される領域を受け持つバックライト光源の輝度が低下するから、見えなくなっている箇所まで通常通りの明るさのバックライトとする無駄を排除し、表示装置の省電力化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る表示装置の斜視図である。図１の状態で、表示パネルがどのように認識を阻害されているかを示す説明図である。図２の状態におけるバックライトの点灯制御状況を示す説明図である。表示装置の概略ブロック構成図である。画素と光センサの組み合わせを説明する概念図である。画素と光センサの組み合わせを説明する他の概念図である。光センサを備えた表示パネルをタッチパネルとして用いることについて説明するフローチャートである。

　図１に示す表示装置１はテーブルの形態をとっており、水平な天板２と、天板２を支える４本の脚部３を備える。

　天板２は、フレーム１０と、フレーム１０にはめ込まれてテーブルの天面を構成する表示パネル１１を備える。表示パネル１１として、ここでは液晶パネルが用いられる。表示パネル１１には、表示装置１が置かれた空間の快適性を高める内容の表示が、自動的に、または使用者の選択で、表示される。表示パネル１１は、上に物を載せることができるように、透明な保護パネル（図示せず）で覆われている。

　表示パネル１１には図３に示すバックライト１２が組み合わせられる。バックライト１２は分散配置された複数のバックライト光源１３を含む。本実施形態ではＬＥＤがバックライト光源１３を構成する。バックライト光源１３はマトリックス状に配置される。表示パネル１１の全体面積を数十から数百といった数のエリアに区分し、エリア毎にバックライト光源１３を配置する。１エリアに１個のバックライト光源１３を配置してもよいし、１エリアに複数のバックライト光源１３を配置し、エリア単位で調光を行う構成にしてもよい。

　表示パネル１１は画素の集合で画面を形成するものであり、画面領域内に複数の光センサが分散配置される。光センサは、画素毎に配置されてもよく、画素を複数ずつグループ化した画素グループ毎に配置されてもよい。光センサ１４は、例えばフォトダイオードにより構成される。

　図５には、赤、緑、青という光の三原色に対応するＲ画素、Ｇ画素、及びＢ画素の組み合わせを１グループとし、その１グループに１個の光センサ１４を配置した例が示されている。

　図６には図５とは異なるやり方で光センサ１４を配置した例が示されている。すなわち、輝度を出しにくいＧ画素には光センサ１４を組み合わせず、輝度を出しやすいＲ画素とＢ画素には光センサ１４を組み合わせることとして、Ｇ画素は面積を大きく、Ｒ画素とＢ画素は面積を小さくし、輝度のバランスがとれるようにしたものである。

　上述の通り光センサ１４は、画素毎に配置してもよく、画素グループ毎に配置してもよいのであるが、そこまで細かく配置する必要がないのであれば、画面をもう少し粗いマス目で複数に区分し、その区分領域毎に配置してもよい。

　図４に示すのは表示装置１の制御システムの概略である。光センサ１４（図４では多数の光センサ１４がマトリックスを構成していることが格子状のパターンで表現されている）からは、入力情報認識部１５に対し信号が出力される。入力情報認識部１５はシステム制御部１６に対しユーザー制御情報を出力し、映像制御部１７に対し表示不要領域情報を出力する。システム制御部１６は映像制御部１７に対し映像情報を出力する。映像制御部１７は表示パネル１１に対し映像表示データを出力し、またバックライト１２に対しバックライトデータを出力する。映像制御部１７は複数のバックライト光源１３の輝度を個別に制御する。「ユーザー制御情報」「表示不要領域情報」「映像情報」「映像表示データ」「バックライトデータ」及び図４の左寄りの位置に記載された「入力映像」の意味は後で説明する。

　図１には、画面内容の認識を妨げる認識阻害物が複数、表示パネル１１の上に載置されている状態が描かれている。その認識阻害物とは、コーヒーカップとソーサーの組み合わせ２０が２組、花瓶２１が１個、平積みされた書籍２２が１組である。これらの認識阻害物は表示パネル１１に図２に示すような影を落とす。ここで「影を落とす」とは、外光が遮られるという意味である。

　認識阻害物により外光を遮られている箇所に存在する光センサ１４は「認識阻害物あり」の信号を出力し、認識阻害物が外光を遮っていない箇所に存在する光センサ１４は「認識阻害物なし」の信号を出力する。複数の光センサ１４より出力信号を受け取った入力情報認識部１５は、それらの出力信号を総合して、認識阻害物の存在・大きさ・形状・位置を判断する。

　光センサ１４の出力信号より、人の指に特有の大きさ・形状・動き（位置情報の時間的変化）を読み取ったときは、入力情報認識部１５は、表示装置１の使用者が操作のため表示パネル１１に（厳密に言えばその保護パネルに）指を触れていると判断し、指が触れている場所の情報をユーザー制御情報としてシステム制御部１６に出力する。すなわち、保護パネルにタッチパネルを貼り付けなくても、光センサ１４が人の指を読み取ることをもって、タッチパネルの代わりをさせることができる。

　ユーザー制御情報を受け取ったシステム制御部１６は、ユーザー制御情報に応じて様々な制御信号を出力する。それが映像情報であるときは、図示しない映像アーカイブから登録映像が取り出され、あるいは図示しない映像ジェネレータにより映像が作成され、入力映像として映像制御部１７に出力される。映像制御部１７は入力映像に応じた映像表示データを表示パネル１１に出力し、表示パネル１１はその表示を行う。また映像制御部１７は、入力映像に応じたバックライトデータをバックライト１２に出力し、バックライト１２はバックライトデータに従い各バックライト光源１３の輝度を調節する。例えば、映像中の暗い領域ではバックライト光源１３の輝度を低下させる。

　人の指以外の認識阻害物が表示パネル１１の前面に存在すると入力情報認識部１５が判断したときは、入力情報認識部１５は映像制御部１７に対し表示不要領域情報を出力する。表示不要領域情報とは、認識阻害物のために見ることができず、表示が意味を持たなくなっている領域の情報のことである。映像制御部１７は表示不要領域情報をバックライトデータに置き換えてバックライト１２に出力する。

　バックライトデータを受け取ったバックライト１２では、認識阻害物によって認識を阻害される領域を受け持つバックライト光源１３の輝度が低下せしめられる。この状況は図３に模式的に示されている。すなわち図３において、明色の小円は輝度の低下していないバックライト光源１３を象徴し、暗色の小円は輝度の低下したバックライト光源１３を象徴する。「輝度の低下」にはバックライト光源１３の完全消灯も含まれる。認識阻害物の落とす影に完全に包含されるバックライト光源１３のみ、輝度を低下させる。

　このように、表示パネル１１の前面に認識阻害物が存在するときは、当該認識阻害物によって認識を阻害される領域を受け持つバックライト光源１３の輝度が低下するから、見えなくなっている箇所まで通常通りの明るさのバックライトとする無駄を排除し、表示装置１の省電力化を図ることができる。

　認識阻害物の落とす影に完全に包含されるバックライト光源１３のみ輝度が低下することから分かるように、映像制御部１７は、認識阻害物が認識を阻害する領域に含まれる、より狭い領域の照明を受け持つバックライト光源１３の輝度を低下させる。なぜなら、個々のバックライト光源１３は放射状に光を出射し、自己の占有面積よりも広い領域を照明するものであり、隣接するバックライト光源１３同士の照明光が重なり合うことで、バックライト１２は均一な面状光を達成している。もし、認識阻害領域内で境界線にぎりぎりの位置に存在する、あるいは認識阻害領域の境界線をまたいでいるバックライト光源１３まで輝度を低下させてしまうと、認識阻害物の外にある領域まで画面が暗くなるという事態を招きかねない。それを防ぐため、認識阻害物が認識を阻害する領域に含まれる、より狭い領域の照明を受け持つバックライト光源１３のみ輝度を低下させることとしたのである。

　映像制御部１７は、認識阻害物によって認識を阻害されていない領域の画素でありながらバックライト光源１３の輝度低下の影響を受ける画素については、輝度低下の影響が補償されるように映像データの補正を行う。すなわち輝度の低下を表示パネル１１の側で補完する。具体的には、バックライト光源１３が通常の輝度で点灯していた場合に表示パネル１１を通過していたであろう光量と等しい、あるいはそれに近い光量の光が表示パネル１１から出射されることになるように、表示パネル１１の透過率を上げる補正が行われる。これにより、発光させる意味がないバックライト光源１３の輝度を低下させて省電力化を図りつつ、認識阻害物によって認識を阻害されていない領域、すなわち映像領域の画像が暗くなってしまうことを防ぐことができる。

　認識阻害物によって認識を阻害される領域が表示パネル１１の画面中に一定以上の割合を占めると入力情報認識部１５が判断したときは、映像制御部１７は、全バックライト光源１３の輝度を低下させる。見ても内容を良く認識できない程度にまで画面が隠されてしまったときは、もはや表示を続行する意味がないからである。

　入力情報認識部１５は図７のフローチャートに基づき処理を行う。図７のステップ＃１０１では、入力情報認識部１５は全ての光センサ１４の出力信号を分析し、表示パネル１１に何かが接触していないかどうかをチェックする。何かが接触していると判断したときはステップ＃１０２に進む。

　ステップ＃１０２に進んだときは、入力情報認識部１５は、光センサ１４の出力信号より、人の指に特有の大きさ・形状・動きを読み取れるかどうかをチェックする。人の指と判断したときはステップ＃１０３に進み、人の指以外の認識阻害物と判断したときはステップ＃１０４に進む。

　ステップ＃１０３に進んだときは、入力情報認識部１５は人の指が表示パネル１１のどの位置に触れているかの情報を取得する。すなわちユーザー制御情報を取得する。その後、ユーザー制御情報はシステム制御部１６に出力される。

　ステップ＃１０４に進んだときは省電力処理が行われる。すなわち表示不要領域情報が映像制御部１７に出力される。

　上記実施形態では表示装置１をテーブル型ディスプレイとしたが、脚部をなくし、床の上に直接置くディスプレイとすることもできる。また、表示パネル１１が水平に置かれる表示装置ばかりでなく、表示パネル１１が垂直に置かれる表示装置も実現可能である。このような表示装置はデジタルサイネージとして用いられることになる。

　これまでの説明では、光センサ１４は認識阻害物によって外光が遮られることを検知するものとしたが、表示パネル１１が発する光を認識阻害物が反射したことを検知させることとしてもよい。

　以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

　なお、表示パネルの画面領域に分散配置した光センサで認識阻害物を検知し、認識阻害物によって認識を阻害される領域の輝度を低下させるという技術は、バックライトと組み合わせて用いられる液晶パネルだけでなく、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイなどといった自己発光型のディスプレイにも応用可能である。

　本発明は表示パネルを用いた表示装置に広く利用可能である。

　　　１　　表示装置
　　　２　　天板
　　　３　　脚部
　　　１０　フレーム
　　　１１　表示パネル
　　　１２　バックライト
　　　１３　バックライト光源
　　　１４　光センサ
　　　１５　入力情報認識部
　　　１６　システム制御部
　　　１７　映像制御部

Claims

　表示装置であって、以下の構成を備えるもの：
　表示パネルと、
　前記表示パネルに組み合わせられるものであって、分散配置された複数のバックライト光源を含むバックライトと、
　前記表示パネルの画面領域内に分散配置された複数の光センサと、
　前記複数の光センサより出力信号を受け取り、前記表示パネルの前面における認識阻害物の存在・大きさ・形状・位置を判断する入力情報認識部と、
　前記複数のバックライト光源の輝度を個別に制御する映像制御部を備え、
　前記入力情報認識部が、前記光センサの出力信号により、前記表示パネルの前面に認識阻害物が存在すると判断したとき、前記映像制御部は、前記認識阻害物によって認識を阻害される領域を受け持つ前記バックライト光源の輝度を低下させる。
　請求項１の表示装置であって、以下の構成を備えるもの：
　前記映像制御部は、前記認識阻害物が認識を阻害する領域に含まれる、より狭い領域の照明を受け持つ前記バックライト光源の輝度を低下させる。
　請求項１の表示装置であって、以下の構成を備えるもの：
　前記認識阻害物によって認識を阻害される領域が前記表示パネルの画面中に一定以上の割合を占めると前記入力情報認識部が判断したとき、前記映像制御部は、全バックライト光源の輝度を低下させる。
　請求項１の表示装置であって、以下の構成を備えるもの：
　前記バックライト光源はマトリックス状に配置されたＬＥＤからなる。
　請求項１の表示装置であって、以下の構成を備えるもの：
　前記表示パネルは画素の集合で画面を形成するものであり、画素毎に前記光センサが配置されている。
　請求項１の表示装置であって、以下の構成を備えるもの：
　前記表示パネルは画素の集合で画面を形成するものであり、当該表示パネルの画素を複数個ずつグループ化した画素グループ毎に前記光センサが配置される。
　請求項１の表示装置であって、以下の構成を備えるもの：
　前記表示パネルは画素の集合で画面を形成するものであり、画面を複数に区分した区分領域毎に前記光センサが配置される。
　請求項５から７のいずれかの表示装置であって、以下の構成を備えるもの：
　前記映像制御部は、前記認識阻害物によって認識を阻害されていない領域の画素でありながら前記バックライト光源の輝度低下の影響を受ける画素については、輝度低下の影響が補償されるように映像データの補正を行う。
　請求項１から７のいずれかの表示装置であって、以下の構成を備えるもの：
　前記表示パネルは水平に置かれる。
　請求項９の表示装置であって、以下の構成を備えるもの：
　前記表示パネルの画面はテーブルの天面を構成する。
　請求項１から７のいずれかの表示装置であって、以下の構成を備えるもの：
　前記表示パネルは垂直に置かれる。